[發(fā)明專利]原子力聲學(xué)顯微鏡懸臂梁接觸諧振頻率追蹤系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010194831.9
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101839924A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何存富;楊發(fā)奎;張改梅;吳斌;宋國榮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01Q60/24
• 分類號: G01Q60/24;G01H11/08
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

1.原子力聲學(xué)顯微鏡懸臂梁接觸諧振頻率追蹤系統(tǒng)，主要包括DSP控制板、與原子力聲學(xué)顯微鏡懸臂梁的光電二極管探測器連接的有效值直流轉(zhuǎn)換電路(RMS-DC)、與原子力聲學(xué)顯微鏡的壓電傳感器連接的壓控振蕩器(VCO)，其特征在于：RMS-DC將光電二極管探測器輸出的交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號，輸入到DSP控制板中進(jìn)行信號處理；DSP控制板處理RMS-DC輸入的信號，繪制出輸入信號的頻率譜，得到懸臂梁的中心頻率；VCO作為與樣品耦合的壓電傳感器的信號激勵源，根據(jù)DSP控制板輸入的控制信號，產(chǎn)生3kHz～3MHz的正弦波掃頻到壓電傳感器；而且，DSP控制板根據(jù)得到的中心頻率，輸出一個反饋信號也至VCO，該信號調(diào)整VCO來調(diào)節(jié)振動的中心頻率以維持懸臂梁響應(yīng)曲線位于諧振中心。

2.如權(quán)利要求1所述的原子力聲學(xué)顯微鏡懸臂梁接觸諧振頻率追蹤系統(tǒng)，其特征在于：所述DSP控制板包含DSP芯片、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器、多通道數(shù)據(jù)緩沖器、復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)、同步動態(tài)隨機(jī)存儲器(SDRAM)、閃存(FLASH)、外部時鐘和串行接口，DSP控制板接收RMS-DC輸入的信號，首先經(jīng)過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)入DSP芯片內(nèi)進(jìn)行信號處理，DSP芯片的工作頻率由外部時鐘提供，CPLD控制系統(tǒng)的工作時序，由FLASH和SDRAM進(jìn)行片外數(shù)據(jù)存儲，DSP芯片通過串行接口與電腦主機(jī)通信，信號處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)變成模擬信號，輸入到VCO中。

3.如權(quán)利要求2所述的原子力聲學(xué)顯微鏡懸臂梁接觸諧振頻率追蹤系統(tǒng)，其特征在于：所述電腦主機(jī)設(shè)有人機(jī)交換界面，可根據(jù)DSP控制板傳來的信息顯示諧振曲線，并且可設(shè)定調(diào)節(jié)參數(shù)給DSP控制板。

4.如權(quán)利要求1所述的原子力聲學(xué)顯微鏡懸臂梁接觸諧振頻率追蹤系統(tǒng)，其特征在于：設(shè)置有一路占空比調(diào)節(jié)電路接至VCO，從而調(diào)節(jié)VCO輸出信號的占空比。

5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的原子力聲學(xué)顯微鏡懸臂梁接觸諧振頻率追蹤系統(tǒng)，其特征在于：從DSP控制板輸出的調(diào)整VCO中心頻率的反饋信息，也被送至原子力顯微鏡的輔助成像輸入端口，繪制成一個與諧振頻率成比例的圖像。